Visoliesuppletie, nutrigenomics en preventie van darmkanker

1.Rationale en specifieke doelstellingen

Colorectale kanker (CRC) is de op twee na meest voorkomende vorm van kanker en de op een na meest voorkomende oorzaak van aan kanker gerelateerde sterfte in de Verenigde Staten. Dier- en mensstudies hebben gesuggereerd dat de van de zee afkomstige n-3 meervoudig onverzadigde vetzuren (PUFA's), eicosapentaanzuur (EPA) en docosahexaanzuur (DHA) kankerremmende eigenschappen hebben, terwijl omgekeerd n-6 ​​PUFA's zoals arachidonzuur (ARA ) kan het ontstaan ​​van tumoren bevorderen. Het mechanisme achter deze tegengestelde effecten is waarschijnlijk te wijten aan verschillen in de biologische activiteit van hun eindproducten van eicosanoïden en hun effecten op chronische ontstekingen. Prostaglandine E2 (PGE2) is een pro-inflammatoire eicosanoïde die afwijkend wordt geproduceerd in zowel colorectale adenomen als kanker en is afgeleid van ARA via de cyclo-oxygenaseroute. EPA wordt via dezelfde route omgezet in prostaglandine E3, dat 4 tot 7 maal minder prostaglandine E-receptoraffiniteit heeft, minder inflammatoir is en mogelijk zelfs pro-apoptotisch is in vergelijking met PGE2. Als zodanig kan het de verhouding van ARA tot EPA en DHA zijn in plaats van de absolute niveaus van van de zee afkomstige n-3 PUFA's die het meest bijdragen aan hun antiproliferatieve en pro-apoptotische effecten.

De verhouding van ARA tot EPA + DHA kan echter worden gemanipuleerd door suppletie met visolie; genetische factoren kunnen een sleutelrol spelen bij het bepalen van deze verhouding. Recente genoombrede associatie- en haplotypestudies hebben aangetoond dat tot 28% van de additieve variantie in weefselniveaus van ARA wordt verklaard door varianten in een enkel gen, vetzuurdesaturase 1 (FADS1). FADS1 is het snelheidsbeperkende enzym bij de omzetting van linolzuur (LA), de meest geconsumeerde PUFA, in ARA, en homozygoten voor het T-allel (bevolkingsfrequentie van 13%, HapMap -CEU) in rs174537 hebben een lagere vetzuurdesaturase activiteit en vervolgens lagere weefselniveaus van ARA. Hoewel EPA in vivo kan worden geproduceerd uit α-linoleenzuur, is dit proces bij mensen buitengewoon inefficiënt en is de meeste EPA op weefselniveau rechtstreeks afkomstig van de consumptie van vette vis via de voeding. Hoge activiteit van FAD1 en vervolgens verhoogde weefselniveaus van ARA kunnen dus enkele van de potentiële voordelen van voedingssuppletie met visolie tenietdoen. Tot op heden hebben geen eerder gepubliceerde onderzoeken onderzocht hoe genetische varianten die de activiteit van vetzuurdesaturase beïnvloeden, de gunstige effecten van visoliesuppletie zouden kunnen wijzigen.

De hypothese van de onderzoekers is dat personen met een genetisch bepaalde lagere FADS1-activiteit meer baat zullen hebben bij suppletie met visolie dan personen met een hogere FADS1-activiteit vanwege lagere weefselniveaus van ARA en vervolgens een gunstigere verhouding tussen ARA en EPA + DHA. Om deze hypothese te testen, zullen de onderzoekers 150 deelnemers rekruteren met recent geïdentificeerde adenomateuze poliepen en een 6 maanden durende dubbelblinde 3 x 2 factoriële gerandomiseerde gecontroleerde studie uitvoeren. De eerste factor is het rs174537-genotype (GG, GT en TT) in het FADS1-gen en de tweede factor is visoliesuppletie (visolie versus placebo). Het primaire onderzoeksresultaat is de verandering ten opzichte van de uitgangswaarde in de proliferatie van rectale epitheelcellen, zoals gemeten door middel van Ki-67-labeling, en apoptose van de rectale crypte, zoals gemeten door TUNEL. Secundaire eindpunten zijn rectale epitheelcelexpressie van COX-2 en 15-PGDH, rectale celproductie van PGE2 en PGE3, rectale celvetzuurconcentraties, evenals veranderingen ten opzichte van baseline in biomarkers van ontsteking (C-reactief proteïne), adipokines (leptine, adiponectine) en markers van insulinegevoeligheid (HOMA-IR).

De specifieke doelstellingen voor dit onderzoeksvoorstel zijn:

1. om de werkzaamheid van visoliesupplementen op rectale epitheelcelproliferatie-indexen en markers van rectale crypt-apoptose te bepalen; En,
2. om het effect te bepalen van genetisch bepaalde vetzuurdesaturaseactiviteit op visoliesuppletie voor markers van het risico op colorectale kanker.

De langetermijndoelstellingen van de onderzoekers zijn het bepalen van genetische factoren die de werkzaamheid van visoliesuppletie zouden kunnen beïnvloeden om een ​​meer definitieve adenoomherhalingsproef uit te voeren met behulp van uit de zee afkomstige n-3 PUFA's. De onderzoekers verwachten dat visolie een antineoplastisch effect zal hebben en dat personen met een lage FADS1-activiteit een grotere respons zullen hebben in vergelijking met personen met een hoge FADS1-activiteit. Deze studie zal de eerste zijn die de nutrigenomics van visoliesuppletie bij chemopreventie van colorectale kanker onderzoekt en kan implicaties hebben die verder gaan dan kankerpreventie, aangezien visolie actief wordt onderzocht op zijn ontstekingsremmende effecten bij cardiovasculaire en psychiatrische ziekten, evenals diabetes mellitus en de metaboolsyndroom.

2. Werving en behoud

De onderzoekers zullen in aanmerking komende deelnemers identificeren op basis van de inclusiecriteria door studiegegevens en medische dossiergegevens te bekijken die zijn verzameld in de Tennessee Colorectal Polyp Study (TCPS). Deelnemers die na beoordeling van het dossier nog steeds in aanmerking komen, ontvangen een inleidende brief waarin ze worden uitgenodigd om deel te nemen. Een week nadat de brief is verzonden; een getrainde interviewer van de Vanderbilt Survey Research Shared Resource (SRSR) zal de potentiële deelnemers bellen om meer gedetailleerde informatie over het onderzoek te geven, vragen over het onderzoek te beantwoorden en om te zien of ze mogelijk geïnteresseerd zijn in deelname. Op dat moment wordt met de deelnemer een afspraak gemaakt voor het baseline persoonlijk bezoek. Nadat het eerste bezoek en de geïnformeerde toestemming is verkregen, zal een interviewer van de SRSR het basisinterviewonderzoek en de 24-uurs dieetherinneringen uitvoeren. Bij het basisbezoek zullen de onderzoekers rs174535 opnieuw genotyperen om de juistheid van het imputatieproces te bevestigen. Deze strategie stelt de onderzoekers in staat om op efficiënte en nauwkeurige wijze geschikte kandidaten voor ons onderzoek te identificeren.

In aanmerking komende proefpersonen zullen zich presenteren aan het Vanderbilt General Clinical Research Center (GCRC) voor het eerste bezoek en de basisonderzoeksprocedures. Van deelnemers die in aanmerking komen voor de studie en schriftelijke toestemming geven voor inschrijving, wordt bloed afgenomen; een vetweefselbiopsie uitgevoerd en ondergaat de baseline rectale mucosale biopsieprocedure. De behandelingsopdracht wordt door een coördinator verkregen van de Vanderbilt Investigational Pharmacy. De eerste dosis van de onderzoeksmedicatie zal aan de patiënten worden gegeven bij het eerste bezoek en de datum en tijd zullen worden geregistreerd. Deze datum en tijd worden beschouwd als het tijdstip van randomisatie.

3. Randomisatie

Randomisatie zal worden uitgevoerd volgens een permuted block randomisatieschema, gestratificeerd op de drie genotypen. Randomisatie vindt plaats binnen deze drie lagen met een blokgrootte van balanceringsinterval, willekeurig variërend volgens de uitkomst van een computergegenereerd willekeurig getal. Dit zorgt ervoor dat het cumulatieve aandeel van toewijzingen aan elke behandeling in evenwicht zal zijn nadat elk blok met toewijzingen is gemaakt.

4. Studieprocedures

1. Gegevensverzameling

   Omdat blootstelling buiten de voeding aan zowel n-6 als n-3 PUFA's mogelijk het effect van visoliesuppletie zou kunnen verstoren, zullen de onderzoekers in de loop van het onderzoek in totaal vier 24-uurs voedingsherinneringsonderzoeken uitvoeren voor elke deelnemer. Bij de inschrijving zullen de onderzoekers twee 24-uurs voedingsevaluaties uitvoeren, één doordeweeks en één in het weekend, aangezien het dieet van de deelnemers per dag van de week kan verschillen. Daarnaast zullen de onderzoekers in week 8 en in week 16 één 24-uurs dieetherinnering uitvoeren. De onderzoekers zullen de verzamelde gegevens van deze 24-uurs voedingsevaluaties samen met standaard voedselsamenstellingstabellen gebruiken om de blootstelling aan PUFA's via de voeding te berekenen.

   De onderzoekers zullen tijdens elk persoonlijk bezoek tijdens de studie de therapietrouw aan het onderzoeksgeneesmiddel bepalen. Tijdens deze bezoeken worden medicatie en medicatiewijzigingen geregistreerd. Patiënten die tijdens het onderzoek een nieuwe NSAID starten, worden teruggetrokken en er wordt een exit-bezoek uitgevoerd. De therapietrouw aan visolie zal ook worden bepaald door RBC-fosfolipidenmembraanvetzuuranalyse uitgevoerd in maand 3 en maand 6. Om te bepalen of suppletie met visolie ook de vetzuurmembraanconcentratie in het doelweefsel beïnvloedt, zullen de onderzoekers bovendien de verandering in de vetzuurconcentratie van het rectale epitheelcelfosfolipidemembraan bepalen.

2. Visoliecapsules

   Deelnemers die zijn toegewezen aan suppletie met visolie, krijgen de instructie om dagelijks drie Lovaza®-capsules in te nemen die elk 465 mg EPA en 375 mg DHA bevatten; dit geeft een totale dagelijkse dosis van 1395 mg EPA plus 1125 mg DHA voor een totale dagelijkse dosis visolie van 2,5 gram. Patiënten nemen driemaal daags één tablet bij de maaltijd. Lovaza®-capsules zijn de enige door de FDA goedgekeurde bereiding van visolie en als zodanig wordt de kwaliteit van het medicijn gecontroleerd en gegarandeerd. Visoliecapsules van farmacologische kwaliteit hebben het voordeel dat ze hoge concentraties PUFA's, lage niveaus van verontreinigingen, zoals kwik, en bijna geen visgeur bieden.

3. Placebo-capsules

   De onderzoekers zullen oliezuur als placebo gebruiken. De reden voor het gebruik van oliezuur is meervoudig. Ten eerste hebben oliezuurcapsules (olijfolie) een vergelijkbare textuur, grootte, kleur en consistentie als visoliecapsules. Wat nog belangrijker is, oliezuur ondergaat geen omzetting in een eicosanoïde of enig ander metabolisch actief product. Dit is in tegenstelling tot maïsolie, dat ook als placebo is gebruikt in visolie-onderzoeken, maar voornamelijk linolzuur is en vervolgens de weefselniveaus van ARA zou kunnen verhogen en de resultaten van ons onderzoek zou kunnen verwarren. Oliezuur is in verschillende eerdere onderzoeken naar suppletie met visolie als placebo gebruikt en wordt goed verdragen.

4. Beoordelingsbezoeken

Patiënten zullen de GCRC-kliniek bezoeken bij de basislijn (eerste bezoek), na 3 maanden studiebehandeling (middelpuntbezoek) en na 6 maanden studiebehandeling (eindbezoek). De studiecoördinator neemt in de loop van de studie elke 4 weken contact op met de deelnemers om naleving van het studieprotocol aan te moedigen. Bij de bezoeken van 3 maanden en 6 maanden zal therapietrouw worden gecontroleerd door middel van het aantal capsules en het meten van RBC-fosfolipidenvetzuurconcentraties. Tijdens deze bezoeken worden bijwerkingen geregistreerd.

5. Gegevensbeheer en kwaliteitscontrole

De Vanderbilt GCRC Informatics Core zal worden gebruikt als een centrale locatie voor gegevensverwerking en -analyse. Vanderbilt University heeft softwaretools en workflowmethodologie ontwikkeld voor het elektronisch verzamelen en beheren van onderzoeksgegevens. (132) REDCap (Research Electronic Data Capture) is een veilige, webgebaseerde applicatie die gebruikers een intuïtieve interface biedt om op afstand gevalideerde gegevens in te voeren (met geautomatiseerde gegevenstype- en bereikcontroles), audittrajecten en rapportage voor gegevensmanipulatie, en een export mechanisme voor de export van gegevens aan het einde van de studie naar gemeenschappelijke statistische pakketten.